| длина хода, км | | | | | | |
|------------------|---------|----------|----------|----------|----------|-----------|
| между исходными | | | | | | |
| пунктами | 20 | 5 | 2,0; 4,0 | 1,0; 2,0 | 0,6; 1,2 | 0,3; 0,6 |
|------------------|---------|----------|----------|----------|----------|-----------|
| между узловыми | | | | | | |
| точками | 15 | 7 | 1,5; 3,0 | 0,7; 1,5 | | |
|------------------|---------|----------|----------|----------|----------|-----------|
| Длина линий, м | 20-500 | 20-500 | 20-350 | 20-350 | 20-350 | 20-350 |
| Допустимые | | | | | | |
| расхождения | | | | | | |
| между двойными | | | | | | |
| измерениями: | | | | | | |
|------------------|---------|----------|----------|----------|----------|-----------|
| в значениях | - | | 1:1000; | 1:1000; | 1:1000; | 1:1000; |
| линий | | | 1:2000 | 1:2000 | 1:2000 | 1:2000 |
|------------------|---------|----------|----------|----------|----------|-----------|
| в значениях | 1,0Ъ | 1,0Ъ | 45" | 45" | 45" | 45" |
| углов | | | | | | |
|------------------|---------|----------|----------|----------|----------|-----------|
| Допустимая | | | | | | |
| угловая невязка | 1,5Ъ | 1,5Ъ | 1Ъ | 1Ъ | 1Ъ | 1Ъ |
| | корень | корень | корень | корень | корень | корень |
| | кв. n | кв. n | кв. n | кв. n | кв. n | кв. n |
--------------------------------------------------------------------------------------
Примечания. 1. n - число углов в ходе.
2. При измерениях светодальномерами линий ходов, прокладываемых
для привязки объектов геологоразведочных наблюдений, их длины могут
быть увеличены до 800 м.
Вешение профильных линий по заданному направлению производится
теодолитом. Расстояние между пикетами на профиле измеряется оптическим
дальномером, стальной лентой, мерным шнуром или тросиком в одном
направлении. При углах наклона более 5 град. значения длин линий
корректируются поправками за наклон, а пикеты отмечаются на местности
с учетом этих поправок. Все необходимые записи ведутся в пикетажном
журнале.
Требования к профильным линиям, прокладываемым на различных
этапах геологоразведочных работ, приведены в табл.6.3.
Закрепление на местности точек профиля осуществляется в
соответствии с требованиями гл.5 настоящей Инструкции.
6.3.6. Тригонометрическое (геодезическое) нивелирование
применяется для передачи высотных отметок на пункты (точки), плановое
положение которых определено по триангуляционным построениям,
линейно-угловыми засечками, теодолитными ходами (магистральными и
профильными линиями), а также для непосредственного определения
высотных отметок объектов геологоразведочных наблюдений.
При триангуляционных построениях тригонометрическое
(геодезическое) нивелирование выполняется по всем сторонам
треугольников в прямом и обратном направлениях, при засечках - не
менее чем по трем односторонним направлениям, а при проложении
теодолитных ходов (магистральных и профильных линий) - в прямом и
обратном направлениях либо в одном направлении, на две высоты визирной
цели. При проложении высотных ходов допускается установка инструмента
через точку с измерением вертикальных углов на две высоты визирной
цели.
Измерение вертикальных углов выполняется, как правило,
одновременно с измерением горизонтальных углов теми же теодолитами
(Т2, Т5, Т30) одним приемом при двух положениях круга. Колебания
значения места нуля и вертикальных углов из двух полуприемов не должны
превышать 20" для теодолитов Т2, Т5 и 1Ъ - для теодолита Т30.
Высоты визирной цели и горизонтальной оси вращения трубы прибора
над центром знака измеряются с точностью до 1 см.
Расхождения между прямым и обратным превышениями не должны
превышать 4 см на каждые 100 м расстояния.
При передаче высотных отметок на объекты геологоразведочных
наблюдений расхождения в их значениях, вычисленных по двум и более
направлениям, не должны превышать удвоенного значения СКП,
установленной для определения положения этих объектов по высоте.
Определение высотных отметок пунктов триангуляции 1-го, 2-го
разрядов и точек высотного съемочного обоснования топографических
съемок осуществляется с соблюдением требований нормативно-технических
документов Роскартографии.
6.3.7. Геометрическое нивелирование применяется для передачи
высотных отметок на исходные пункты, точки съемочного обоснования и
объекты геологоразведочных наблюдений. С этой целью прокладываются,
как правило, ходы технического нивелирования, опирающиеся на два
исходных репера нивелирования I-IV классов либо образующие систему
ходов с одной или несколькими узловыми точками.
Допустимые длины ходов технического нивелирования, прокладываемых
для передачи высотных отметок на точки съемочного обоснования при
топографических съемках, приведены в табл.6.4.
Длины ходов, прокладываемых для высотной привязки объектов
геологоразведочных наблюдений, не должны превышать значения, при
котором предельная невязка хода становится больше удвоенной СКП
определения высотного положения объектов геологоразведочных
наблюдений.
Для производства технического нивелирования используются нивелиры
с увеличением зрительной трубы не менее 20 и ценой деления уровня не
более 45" на 2 мм, а также нивелиры с наклонным лучом.
Таблица 6.3
-----------------------------------------------------------------------------
| | Поисковые и поисково- | Разведочные |
| | оценочные работы | работы с |
| Показатель | с составлением | составлением |
| | отчетных карт в м-бах | отчетных |
| | | карт в м-бах |
| |-----------------------|--------------|
| | 1:50 000; | 1:10 000 | 1:5000 и |
| | 1:25 000 | | крупнее |
|------------------------------------|-----------|-----------|--------------|
| Точность линейных измерений, не | | | |
| ниже | 1:300 | 1:300 | 1:500 |
|------------------------------------|-----------|-----------|--------------|
| Ошибка вешения или измерения | | | |
| углов на точках излома профиля, | | | |
| не более | 10Ъ | 4Ъ | 2Ъ |
|------------------------------------|-----------|-----------|--------------|
| Максимально допустимая длина | | | |
| профиля, км | | | |
|------------------------------------|-----------|-----------|--------------|
| между пунктами геодезических | | | |
| сетей сгущения | 8 | 3 | 2 |
|------------------------------------|-----------|-----------|--------------|
| между магистралями и точками | | | |
| съемочного обоснования | 6 | 2 | 15 |
|------------------------------------|-----------|-----------|--------------|
| между четкими контурными точками | | | |
| топографической карты м-ба | | | |
| 1:25 000 | 3 | - | - |
-----------------------------------------------------------------------------
Таблица 6.4
-----------------------------------------------------------------------
| | Допустимые длины ходов (км) при |
| Линии | сечениях рельефа (м) на |
| | топографической карте |
| |----------------------------------|
| | 0,25 | 0,5 | 1 и более |
|----------------------------------|---------|---------|--------------|
| Между двумя исходными пунктами | 2,0 | 8,0 | 16 |
|----------------------------------|---------|---------|--------------|
| Между исходным пунктом и узловой | | | |
| точкой | 1,5 | 6,0 | 12 |
|----------------------------------|---------|---------|--------------|
| Между двумя узловыми точками | 1,0 | 4,0 | 8,0 |
-----------------------------------------------------------------------
Нивелирование выполняется в одном направлении при соблюдении
следующего порядка работы на станции:
- отсчеты по черной и красной сторонам задней рейки;
- отсчеты по черной и красной сторонам передней рейки.
Допускается применение односторонних реек, при этом превышения на
станции определяют при двух горизонтах нивелира. Расхождения
превышений на станции не должны превышать 5 мм.
Расстояния от прибора до реек на станции должны быть по
возможности равными и не превышать 200 м.
Невязки нивелирных ходов или замкнутых полигонов (мм) не должны
превышать значений, вычисленных по формуле
fn = 50 корень кв.L,
где L - длина хода (полигона), км.
На местности со значительными углами наклона, когда число станций
на 1 км хода более 25, допустимая невязка (мм) подсчитывается по
формуле
fn = 10 корень кв.n,
где n - число штативов в ходе (полигоне).
В процессе геометрического нивелирования попутно передаются
отметки на характерные точки рельефа и объекты, отмеченные в
пикетажных журналах при проложении магистральных и профильных линий.
Эти объекты и точки включаются в ход как промежуточные.
6.3.8. В результате завершения полевых и камеральных работ но
определению планово-высотного положения объектов геологоразведочных
наблюдений сдаче подлежат:
- схемы привязки (определения планового и высотного положения)
пунктов и точек;
- журналы полевых наблюдений (измерений);
- материалы поверок инструментов и компарирования мерных
приборов;
- ведомости вычисления и уравнивания координат и высот;
- каталоги (списки) координат и высот пунктов (точек);
- краткая пояснительная записка по исполненным работам.
6.4. Определение координат с помощью глобальных
спутниковых навигационных систем [6].
6.4.1. Под спутниковой навигационной системой (СНС) понимают
комплекс наземных и космических устройств, предназначенных в основном
для определения координат подвижных и стационарных объектов на
поверхности Земли и в воздушном пространстве, в котором базисными
опорными станциями - носителями координат и объектами наблюдения -
являются навигационные искусственные спутники Земли (НИСЗ).
СНС подразделяются на низкоорбитальные типа "Цикада" (Россия) и
NNSS Transit (США) и среднеорбитальные типа ГЛОНАСС (Россия) и GPS
NAVSTAR (США).
СНС состоят из трех подсистем:
- наземной - контроля и управления;
- орбитальной - НИСЗ;
- пользователей (потребителей) - неограниченное число спутниковых
приемников (СП).
Низкоорбитальные СНС обеспечивают измерения длительностью до 12
мин с интервалом 0,5-1,5 ч в зависимости от географического положения
объекта.
Среднеорбитальные СНС обеспечивают определение местоположения
практически непрерывно с минимальным интервалом выдачи информации 0,25
с.
Наиболее прогрессивными средствами навигационно-геодезического
обеспечения являются среднеорбитальные ГЛОНАСС и GPS, особенно при их
совместном использовании.
Основные сравнительные характеристики ГЛОНАСС и GPS приведены в
табл.6.5.
6.4.2. Определение координат стационарных и подвижных объектов
посредством СНС осуществляется двумя основными методами: абсолютным и
относительным.
Метод абсолютных определений предполагает получение координат
одним СП (стандартный режим) в единой системе координат, носителем
которой является комплекс станций наземной подсистемы контроля и
управления. При этом реализуется классический метод пространственной
линейной засечки положения приемника относительно НИСЗ.
Метод относительных определений (дифференциальный режим)
выполняется посредством НИСЗ и минимум двух приемников сигналов, один
из которых совмещен с определяемым объектом, а второй устанавливается
на опорном пункте с известными координатами и служит для получения
поправок дифференциальной коррекции.
Поправки дифференциальной коррекции вычисляются как разности
между истинными и определяемыми значениями координат базовой (опорной)
станции или как разности псевдодальностей, вычисленных по координатам
и измеренных на базовой станции. Поправки вводятся в координаты или
псевдодальности, полученные на определяемом пункте.
Относительный метод обеспечивает получение координат определяемых
пунктов в системе координат, к которой относится опорный пункт.
6.4.3. При реализации методов абсолютных и относительных
определений координат СП используются в основном в трех режимах
работы: статическом, кинематическом и динамическом.
Таблица 6.5
----------------------------------------------------------------------------
| Характеристика | ГЛОНАСС | GPS |
|----------------------------------------|--------------------|------------|
| Кол-во спутников в полностью | 24 | 24 |
| развернутой орбитальной группировке | | |
|----------------------------------------|--------------------|------------|
| Кол-во орбитальных плоскостей | 3 | 6 |
|----------------------------------------|--------------------|------------|
| Высота орбит над поверхностью Земли, | 19100 | 20180 |
| км | | |
|----------------------------------------|--------------------|------------|
| Наклонение орбит, ... град. | 64,8 | 55 |
|----------------------------------------|--------------------|------------|
| Период обращения, ч-мин | 11-15 | 11-58 |
|----------------------------------------|--------------------|------------|
| Диапазон рабочих частот, МГц: | | |
| L1 | (1602,5626... | 1575,42+-1 |
| | 1615,5)+0,5 | |
|----------------------------------------|--------------------|------------|
| L2 | 1246,4375...1256,5 | 1227,6 |
|----------------------------------------|--------------------|------------|
| Способ разделения сигналов спутников | Частотный | Кодовый |
|----------------------------------------|--------------------|------------|
| Скорость передачи информационных | 50 | 50 |
| данных, бит/с | | |
|----------------------------------------|--------------------|------------|
| Координатная система | СГС-90 (ПЗ-90) | WGS-84 |
|----------------------------------------|--------------------|------------|
| Навигационные спутниковые приемники (пониженной точности) |
|----------------------------------------|--------------------|------------|
| Ожидаемая СКП определения плановых | | |
| координат, м | | |
|----------------------------------------|--------------------|------------|
| Статический | абсолютный | +-30 | +-50 |
| режим | относительный | +-(2-10) | +-(1-5) |
|------------------|---------------------|--------------------|------------|
| Кинематический | абсолютный | +-50 | +-80 |
| режим | относительный | +-(10-40) | +-(10-30) |
|----------------------------------------|--------------------|------------|
) Геодезические спутниковые приемники (высокой точности) )
|----------------------------------------|--------------------|------------|
| Ожидаемая СКП определения плановых | | |
| координат, см+см/км | | |
|----------------------------------------|--------------------|------------|
| Статический | плановые координаты | +-(1-3)+0,1* | +-0,5+0,1 |
| режим | высота | - | +-1,0+0,2 |
|------------------|---------------------|--------------------|------------|
| Кинематический | плановые координаты | +-30+0,1* | +-2+0,1 |
| режим | высота | - | +-2+0,2 |
----------------------------------------------------------------------------
------------------------------
* Находится в стадии разработки.
В статическом режиме определение координат производится на
неподвижном основании в течение некоторого времени (от секунд до
часов) с последующей математической обработкой многократных измерений.
Кинематический режим предполагает выполнение спутниковых
определений в движении. В этом режиме необходима точная привязка
определяемых координат к шкале единого времени.
Динамический режим отличается от кинематического тем, что СП
синхронно работает в комплексе с другой навигационной аппаратурой,
например, использующей информацию от инерциальных датчиков. Такой
комплекс позволяет выполнять надежные и непрерывные определения
координат быстродвижущихся транспортных средств.
6.4.4. В зависимости от времени получения дифференциальных
поправок при использовании относительного метода различают два
основных способа спутниковых определений: получение скорректированных
координат в процессе совместной камеральной обработки (постобработки)
измерений на опорном и определяемом пунктах (псевдодифференциальный) и
в реальном масштабе времени.
При псевдодифференциальном способе следует записать измеренные
данные на магнитный носитель (накопитель) и затем при камеральной
обработке скорректировать ранее накопленные измерения.
Если точные координаты необходимы и данный момент, например, для
осуществления точной навигации, то следует использовать
дифференциальный режим в реальном времени. В этом случае поправки
непрерывно вычисляются на опорной станции и передаются на мобильную
станцию по каналу радиосвязи.
Если точное местоположение мобильной станции нужно знать на
опорной станции (диспетчерская система), то применим инверсный
дифференциальный режим в реальном времени. При этом координаты
мобильной станции по радиоканалу передаются на опорную станцию, где
уточняются.
6.4.5. По типу корректируемой геодезической информации оба
вышеназванных способа разделяют на два вида: коррекции координат и
коррекции первичных навигационных параметров.
При выполнении коррекции координат (координатный способ)
непосредственно корректируются координаты мобильной станции. Поправки
получают на базовой станции как разности между истинными (эталонными)
и определяемыми СП координатами. Необходимым условием реализации
координатного способа является использование идентичных созвездий НИСЗ
для вычисления местоположения на опорном и определяемом пунктах. При
полном развертывании орбитальных группировок спутниковых систем (когда
одновременно в зоне видимости СП могут находиться более четырех НИСЗ),
выполнение условия относительно продолжительного совпадения рабочих
созвездий НИСЗ на опорном и определяемом пунктах становится
затруднительным из-за довольно частой смены НИСЗ в созвездии (при
заданном геометрическом факторе). Поэтому реализация координатного
способа относительных определений трудновыполнима.
При выполнении коррекции первичных навигационных параметров
(псевдодальностей, псевдоскоростей) на базовой станции вычисляются
поправки к измеренным навигационным параметрам по всем видимым НИСЗ.
Для этого одновременно с измерениями навигационных параметров находят
их расчетные значения, используя данные эфемерид и истинные координаты
базовой станции. Разности между измеренными и расчетными значениями
используются в качестве дифференциальных поправок.
6.4.6. СП является основной частью аппаратуры потребителя СНС. В
зависимости от получаемой точности и дополнительных возможностей
приемники можно условно разделить на три типа.
К первому типу относятся навигационные кодовые приемники
пониженной точности. Они, как правило, имеют порты ввода/вывода для
связи с персональным компьютером, что позволяет загружать и считывать
данные о путевых точках, выполнять длительные накопления данных.
Современные приборы данного типа обычно позволяют производить
определения координат относительным методом с постобработкой и в
реальном времени. Средняя квадратическая погрешность определения
координат такими приемниками в статическом режиме (на неподвижном
основании) практически составляет абсолютным методом (при отсутствии
режима ограниченного доступа) 15-30 м, в режиме ограниченного
(селективного) доступа 50 м, а относительным методом 2-10 м.
Спутниковые кодовые приемники второго типа (средней точности)
оснащаются более мощным программным обеспечением. Они имеют следующие
дополнительные возможности:
- обеспечение работы относительным методом с постобработкой и в
реальном времени;
- большая встроенная память, например, хранения более 9000
трехмерных определений координат.
Приборы данного типа позволяют получать координаты с точностью до
1-5 м (в дифференциальном режиме) за счет дополнительного
аппаратно-программного обеспечения.
К третьему типу относятся высокоточные (геодезические) приемники,
которые практически могут обеспечивать погрешность линейных измерений
5 мм +1*10(-6) D, где D - длина базовой линии (5-10 км).
В кинематическом режиме точность определения координат СП зависит
в основном от следующих факторов: скорости носителя аппаратуры
(подвижного объекта), интервала выдачи информации приемником,
возможностей временной синхронизации информации.
По результатам исследований СП пониженной точности
(навигационных) на летательных аппаратах типа Ан-2 и Ми-8 в
стандартном режиме измерений СКП определений плановых координат
составляет 50-80 м; при реализации метода относительных определений -
15-40 м.
Все СП подлежат метрологической аттестации и сертификации в
соответствии с действующими положениями, нормативными документами и
законами Российской Федерации [1-4, 5, 10, 11].
Правила эксплуатации и установки СП излагаются в технической
документации, входящей в комплект прибора.
Сведения о некоторых типах отечественных и зарубежных приемников
приводятся в прил.2.
6.4.7. К дополнительным устройствам и оборудованию спутниковой
аппаратуры потребителей относятся: внешние антенны и антенные
усилители, пульты дистанционного управления, накопители информации,
зарядные устройства источников питания, радиоблоки и устройства
формирования, передачи и приема поправок дифференциальной коррекции,
выносные пилотажно-навигационные приборы - индикаторы, контроллеры для
временной синхронизации и сопряжения с геофизической, навигационной и
аэрофотосъемочной аппаратурой и геодезическими датчиками информации,
соединительные и антенные кабели, переходники, устройства защиты
приемников по цепям питания, приспособления для установки, крепления и
переноски аппаратуры, измерительные рулетки и т.п.
Список дополнительных устройств и оборудования обычно помещается
в каталогах и рекламных проспектах фирм-изготовителей СП.
6.4.8. Встроенные (внутренние) программы СП обеспечивают
выполнение разнообразных функций в соответствии с режимами их работы:
вычисление (в различных системах относимости и мерах измерений)
координат и навигационных параметров, коррекцию координат, подготовку
маршрутных данных, вождение по маршруту, двустороннюю связь с
компьютером и т.д. Программы обеспечивают запись в память СП альманаха
спутниковой системы, выдачу на компьютер или табло (экран) приемника
информации о состоянии орбитальной группировки, расчет геометрического
фактора и оптимальных рабочих зон видимости спутников.
6.4.9. Внешние программы управления приемником с последующей
разнообразной обработкой данных созданы для решения в комплексе с
персональным компьютером конкретных топографо-геодезических и
навигационных задач. Они управляются системами "меню" и манипуляторами
типа "мышь".
Внешние программы входят в комплект приемника или поставляются
отдельно.
6.4.10. Применительно к топографо-геодезическим работам внешние
прикладные программы обеспечивают решение следующих задач:
- планирование работ;
- запись данных с необходимого количества спутников;
- автоматическое создание файлов;
- создание файлов для программы дифференциальной коррекции;
- создание файлов заданной длины;
- дифференциальную коррекцию;
- графическое отображение информации;
- вычисление базовых линий;
- вычисление и преобразование координат (в том числе пересчет в
систему координат, принятую для данного вида съемки);
- оценку точности измерений;
- формирование баз данных;
- уравнивание сетей;
- преобразование и передачу данных в различные форматы;
- автоматическую генерацию картины съемки с требуемой
детализацией (построение и выдачу карт в заданном масштабе).
Планирование работ включает: составление прогноза видимости
спутников на участке работ, предварительный расчет геометрического
фактора, составление схемы передвижения между определяемыми точками
маршрута (полетной схемы).
Возможность записи данных с необходимого количества спутников
позволяет обеспечить работу методом относительных определений с
накоплением первичных навигационных параметров.
Автоматическое создание файлов дает возможность автоматизировать
процесс измерений (без участия оператора), например, на базовой
станции.
Создание файлов заданной длины облегчает работу оператора
мобильной станции: отпадает необходимость непрерывно следить за
процессом сбора информации.
При подготовке к полевым работам следует до установки спутниковой
аппаратуры на транспортное средство обеспечить ее комплектование, а
при необходимости доработку и сопряжение с геофизической измерительной
аппаратурой.
При реализации метода относительных определений координат
спутниковая аппаратура базовой и мобильной станций должна быть
установлена в соответствии с инструкцией по ее эксплуатации.
Местоположение антенны базовой станции привязывается к
Государственной геодезической сети традиционными методами или
спутниковыми приборами методом относительных определений координат.
При установке антенны мобильного приемника на транспортных
средствах необходимо обеспечивать наилучшие условия видимости
спутников.
При использовании вертолетов антенна крепится на хвостовой балке
или на втулке несущего винта.
На самолете Ан-2 антенна монтируется на верхней части фюзеляжа
или хвостовом оперении (заднее крыло).
При установке антенны на наземном транспортном средстве
необходимо применять быстросъемное крепление, когда требуется в
процессе работ переносить ее в определяемый пункт.
Монтаж оборудования мобильной станции, включая установку антенны
на летательном аппарате, необходимо выполнять по согласованным и
утвержденным организациями гражданской авиации установочным чертежам.
Спутниковая аппаратура потребителя мобильной станции должна быть
установлена на амортизаторах или смягчающих прокладках.
Перед подключением СП к бортовой сети следует проверить с помощью
осциллографа наличие флуктуации напряжения питания. При использовании
дополнительной аппаратуры, питание которой производится также от
бортовой сети, могут возникать недопустимые выбросы напряжения,
выводящие приемники из строя. Для защиты применяют различного вида
устройства (фильтры, диодную защиту).
Работоспособность СП при совместном использовании с геофизической
аппаратурой проверяется в комплексе.
При использовании радиоканала для передачи дифференциальных
поправок необходимо определять работоспособность приемопередающей
аппаратуры для наиболее удаленных точек.
6.4.11. Технологическая схема навигационно-геодезического
обеспечения геологоразведочных работ с использованием глобальных СНС в
общем виде должна включать:
- подготовительные работы;
- полевые измерения;
- камеральную обработку полевых измерений;
- оценку точности измерений.
В состав подготовительных работ входят:
- составление прогноза видимости спутников на участке работ;
- предварительный расчет геометрического фактора;
- определение рационального времени проведения съемочных работ;
- составление схемы передвижения между определяемыми точками
маршрута;
- составление полетной схемы маршрутов (перед производством
аэрогеофизических съемок);
- подготовка координат точек маршрутов с занесением их в память
спутникового приемника (для работы в навигационном режиме).
Составление прогноза видимости спутников позволяет определить
интервалы времени непрерывной видимости заданного числа спутников на
участке съемочных работ.
Составление прогноза видимости спутников и расчет геометрического
фактора производится на основе альманаха, принимаемого СП.
Расчет видимости спутников и параметров геометрического фактора
производится в вычислительном устройстве самого приемника или на
компьютере.
Выполнение расчета на компьютере предпочтительнее, так как
позволяет быстро выявить все необходимые сведения о состоянии СНС с
распечаткой (при необходимости) этих сведений на принтере.
Для расчета видимости спутников и геометрического фактора кроме
альманаха в память вычислительного устройства приемника должны быть
занесены: дата и время выполнения работ, приблизительные координаты
района работ.
Подготовка координат заключается в выборке их значений из
каталогов или снятии с топографических карт масштабов 1:10000 -
1:50000 (в зависимости от требуемой точности), перевычислений
координат в рабочую систему координат приемника, занесении в
библиотеку путевых точек приемника.
Занесение координат точек в память приемника производят вручную
(с клавиатуры приемника) или из компьютера через порт связи. В
последнем случае координаты должны быть записаны в файле в
соответствующем формате.
Существенное влияние на точность спутниковых определений
оказывают: время накопления информации на точке, выбор времени
измерений в соответствии с расчетом видимости достаточного количества
спутников и параметров геометрического фактора, закрытие видимости на
отдельные спутники деревьями или искусственными сооружениями.
Для достижения высокой точности необходимо провести серию не
менее 5 одноминутных накоплений на точке. Чтобы уменьшить
систематическую составляющую погрешности необходимо проводить
повторные аналогичные определения в течение 1-2 дней в разное время.
Применение данной методики обеспечивает получение точности определения
плановых координат навигационными приемниками: абсолютным методом
10-15 м, относительным - 1-5 м.
Полевые наземные определения координат абсолютным методом
выполняются в следующей последовательности: антенна приемника или
приемник с совмещенной в одном корпусе антенной устанавливается на
определяемом пункте, приемник соединяется (при необходимости) с
компьютером или другим накопителем информации, включается питание
приемника и компьютера. Через 2-3 мин после включения питания по
информации, поступающей на экран приемника или компьютера,
определяется момент захвата необходимого количества спутников и
выполняется серия фиксаций координат в памяти приемника или
автоматическая регистрация координат на внешнем устройстве.
Перед началом регистрации данных в компьютере включается
интерфейс порта ввода/вывода приемника, устанавливаются протокол,
режим и частота выдачи выходной информации.
Вид протокола выбирается в зависимости от применяемой программы
сбора и в соответствии с параметрами приемника по интерфейсу связи.
Режим выдачи устанавливается в зависимости от требуемого пакета
регистрируемой информации.
Минимальный состав аппаратно-программного комплекса,
обеспечивающего работу относительным методом, должен включать:
- базовую станцию: приемник и накопитель информации;
- мобильную станцию: приемник с накопителем информации;
- программный пакет, обеспечивающий быстрый запуск приемника (с
помощью программ инициализации), установку режимов и параметров
измеряемых величин, коррекцию и сглаживание измерений, вывод
необходимой информации, сбор информации и т.п.
При работе в реальном времени спутниковая аппаратура должна
дополняться радиосистемой для передачи и приема дифференциальных
поправок по каналу связи.
При определении координат относительным методом работа на станции
должна выполняться в соответствии с описанием работы программного
обеспечения.
При выполнении спутниковых определений в движении (кинематический
или динамический режимы), например, при аэросъемочных работах,
фиксация местоположения летательного аппарата производится
автоматически через заданный интервал времени или вручную нажатием
кнопки в момент прохождения летательного аппарата над объектом съемки.
Необходимым условием использования приемника на подвижных
носителях является синхронизация измерений координат с измерениями
других параметров посредством иной аппаратуры (аэрогеофизические
станции, аэрофотоприборы и т.п.) путем сопряжения, если работы
производятся в едином технологическом комплексе. Задача решается
программно-аппаратными средствами с использованием возможностей
персональных компьютеров, например, путем формирования аппаратурой
геолого-геофизических исследований запросных сигналов на получение
данных от СП.
Полученная по запросу информация должна быть точно привязана ко
времени запроса. Совмещение шкал времени компьютера, аппаратуры
геолого-геофизических исследований и приемника должно осуществляться
на программном уровне. Примерами таких специализированных комплексов
являются: навигационно-геодезический комплекс для производства
аэрогеофизических и аэрофотосъемочных работ на основе контроллера К-51
(АО ПРИН) и интегрированная спутниковая навигационно-геодезическая
аппаратура для крупномасштабных аэрогеофизических съемок (ВИРГ
"Рудгеофизика") [6].
Перед началом работ в режиме навигации (вождения) транспортного
средства в память приемника должны заноситься координаты проектных
точек или координаты начальных и конечных точек профилей (маршрутов),
точек их изломов и пересечений с секущими профилями. После этого в
режиме маршрутов приемника формируются конкретные маршруты на
предстоящий рабочий день. Сохраненные в памяти приемника точки или
маршруты могут вызываться из памяти по своим номерам.
Перед началом движения должен вызываться необходимый маршрут или
конечная точка предстоящего пути (например, точка начала предстоящего
маршрута) и включаться режим навигации.
Расстояние до конечной точки и направление на нее (пеленг)
определяются относительно текущей точки.
При движении на конечную точку следует стремиться к минимальному
боковому уклонению от линии, соединяющей начальную и конечную точки.
Величина бокового уклонения индицируется на экране приемника
графически и в числовом виде с пометкой "право-лево". Если движение
выполняется по заранее сформированному маршруту, то прибор
автоматически переключается с одного этапа на другой.
Работа со спутниковыми приемниками на летательных аппаратах
требует согласованности действий бортоператора и летного состава.
При подготовке к полетам необходимо согласовывать порядок выхода
на начальный проектный маршрут и захода на последующие.
Перед подходом к началу первого маршрута бортоператор должен
сообщить экипажу о приближении к начальной точке маршрута. При этом
пилот оценивает параметры полета и выполняет доворот (разворот) для
выхода на маршрут.
Камеральная обработка спутниковых определений, выполненных
абсолютным методом в статическом режиме, включает:
- осреднение накоплений на определяемых точках;
- перевычисление координат в систему относимости, принятую для
данной съемки;
- оценку точности;
- формирование каталога координат, в том числе подготовку данных
для программ последующей обработки.
Обработка определений, выполненных абсолютным методом в
кинематическом режиме, включает:
- перевычисление координат;
- формирование каталогов для программ последующей обработки;
- вывод графической информации в виде фактических линий пути.
Обработка спутниковых определений, выполненных относительным
методом с постобработкой информации, проводится в следующей
последовательности:
- перезапись файлов полевых накоплений в директорию с файлами
базовой станции для совместной обработки;
- определение варианта фильтрации измеренных величин и других
параметров обработки;
- управление программами обработки;
- подготовка каталога координат для программ последующей
обработки (при необходимости в комплексе с геолого-геофизической
информацией).
Для оценки точности спутниковых определений выполняют контрольные
измерения на геодезических пунктах с известными координатами, а также
повторные измерения на тех же пунктах.
При аэрогеофизических съемках выполняют серии залетов над
геодезическими пунктами с последующей статистической обработкой
измерений (не менее шести парных пролетов курсом 0 град. и 180 град.).
Моменты пролета над пунктом и определение поправок за уклонение от
вертикали координатной точки местности фиксируются с помощью
оптического визира или аэрофотоаппарата с одновременной записью курса,
истинной и барометрической высот полета. Для исключения
систематической составляющей ошибки фиксации (оператором) пролеты
делают в прямом и обратном направлениях. Чтобы уменьшить ошибку,
вызванную наклоном воздушного судна, контрольные пролеты выполняют в
спокойную погоду на минимальной высоте (100-150 м).
По завершении полевых и камеральных работ сдаче подлежат:
- материалы полевых измерений;
- материалы камеральных работ;
- схема района работ;
- каталоги координат точек наблюдений;
- пояснительная записка.
Подробная технология навигационно-геодезического обеспечения
изложена в работе "Методические рекомендации по спутниковому
навигационно-геодезическому обеспечению геологоразведочных работ"[6].
Технические средства и технология навигационно-геодезического
обеспечения с помощью глобальных спутниковых систем, изложенные в
разделе 6.4, могут применяться при работах на акваториях
континентального шельфа и на внутренних водоемах.
6.5. Топографо-геодезическое обеспечение геологоразведочных
работ стереофотограмметрическими методами
6.5.1. Плановые координаты и высоты объектов геологоразведочных
наблюдений определяются стереофотограмметрическим способом по
материалам плановых и перспективных аэрофотосъемок [14], выполненных с
летательных аппаратов (ЛА), а также по материалам фототеодолитной
съемки или полученным при перспективных съемках с борта судна или с
земли топографическими или нетопографическими фотокамерами.
6.5.2. Комплекс работ по определению планового и высотного
положения объектов геологоразведочных наблюдений состоит из получения
перекрывающихся фотоснимков, планово-высотной подготовки,
идентификации на снимках объектов наблюдений и фотограмметрических
работ.
При проведении работ следует максимально использовать материалы
космических и аэросъемок прошлых лет. Новая аэрофотосъемка (АФС)
проводится только в тех случаях, когда снимки используются и для
решения других задач, а имеющиеся материалы не отвечают требованиям
фотограмметрической обработки для определения высот объектов с
требуемой точностью или когда определение высот требуется проводить с
СКП 0,5 м и менее.
6.5.3. Материалы АФС прошлых лет, выполненные для целей
картографирования страны, сосредоточены в предприятиях Роскартографии,
организациях других министерств и ведомств, а информацию о месте их
хранения можно получить в территориальных инспекциях Государственного
геодезического надзора Роскартографии.
Информацию о месте хранения аэрофотосъемочных материалов,
полученных ранее для нужд геологической отрасли, можно получить в ГНПП
"Аэрогеология".
6.5.4. Пригодность наземных и аэроснимков для определения
координат и высот объектов геологоразведочных наблюдений определяется
масштабом, а также фокусным расстоянием съемочной аппаратуры и
разрешающей способностью снимков. В зависимости от требований к
точности получения высот объектов масштаб наземной (относительно точек
с максимальными отстояниями) или аэросъемки (относительно точек
местности с минимальными отметками) должен быть не мельче указанного в
табл.6.6.
6.5.5. Технические требования к АФС устанавливаются в зависимости
от характера выполняемых геологоразведочных работ и
физико-географических условий района работ. В технологических
требованиях указываются:
- тип аппаратуры;
- масштаб аэрофотосъемки;
- перекрытие аэрофотоснимков (АФСН);
- время фотографирования;
- тип аэрофотопленки.
АФС равнинных и всхолмленных районов должна выполняться
аэрофотоаппаратами с фокусными расстояниями 70 и 100 мм, а в горных
районах - 100 и 140 мм. Для облегчения последующего опознавания АФС
может выполняться с применением дополнительного аэрофотоаппарата с
фокусным расстоянием 200 мм и форматом кадра 30х30 см, обеспечивающего
получение АФС более крупного масштаба.
6.5.6. Перед началом работ рассчитываются необходимые параметры
АФС и составляется полетная карта, на которую наносятся съемочные
маршруты.
Таблица 6.6
--------------------------------------------------------------------------------------
| СКП определения | Масштаб материалов аэрофотосъемки |
| высот объектов |---------------------------------------------------------------|
| геологоразведочных | плановой при f, мм | перспективной | наземной |
| наблюдений, м |----------------------------| | стереофотосъемки |
| | 140 | 100 | 70 | | |
|--------------------|--------|---------|---------|---------------|------------------|
| 3,0 | - | 1:60000 | 1:70000 | 1:50000 | 1:25000 |
|--------------------|--------|---------|---------|---------------|------------------|
| 2,0 | - | 1:40000 | 1:50000 | 1:30000 | 1:20000 |
|--------------------|--------|---------|---------|---------------|------------------|
| 1,0 | - | 1:20000 | 1:25000 | - | 1:10000 |
|--------------------|--------|---------|---------|---------------|------------------|
| 0,5 | 1:9000 | 1:12000 | 1:15000 | - | 1:5000 |
|--------------------|--------|---------|---------|---------------|------------------|
| 0,25 | 1:4500 | 1:6500 | 1:7500 | - | 1:2000 |
--------------------------------------------------------------------------------------
При расстоянии между фотографируемыми объектами менее 1 км в
качестве полетной карты должны использоваться фотосхемы или монтаж из
ранее полученных АФСН.
Маршруты АФС проектируются с таким расчетом, чтобы максимальное
число пунктов геодезической сети, имеющихся на местности, было
использовано в качестве опорных при фотограмметрическом сгущении.
Плановую АФС следует выполнять с использованием
гидростабилизирующей установки и с регистрацией показаний
радиовысотомера и статоскопа.
Показания радиовысотомера не регистрируются при съемке в горных
районах, а статоскопа - при определении высот с погрешностью 0,25 м и
менее.
АФС проводят с расчетным продольным перекрытием 60% и поперечным
30%.
АФС территорий, сплошь покрытых древесной растительностью,
следует выполнять, как правило, весной или осенью в период отсутствия
листвы.
Качество плановой АФС должно соответствовать "Основным положениям
по аэрофотосъемке, выполняемой для создания и обновления
топографических карт и планов" (ГКИНП-09-32-80).
6.5.7. Перспективная АФС выполняется с целью определения
положения объектов геологоразведочных наблюдений, а также для
идентификации замаркированных точек и объектов наблюдений, не имеющих
на местности четкого обозначения (шурф, канава и т.п.) с самолета или
вертолета. Фотографирование выполняется топографическими или
малоформатными аэрофотоаппаратами. Съемочный люк должен иметь размеры,
исключающие блендирование объектива. Съемка малоформатным
аэрофотоаппаратом с самолета Ан-2 может выполняться через химический
люк.
6.5.8. По окончании АФС сдаче и приемке подлежат:
- аэрофильм (неразрезанный в металлических банках);
- АФСН (контактные отпечатки);
- негативы и отпечатки репродукций накидных монтажей;
- пленки регистрации показаний аэровысотомера и статоскопа;
- распечатки радиогеодезических или спутниковых определений;
- журналы регистрации аэронегативов;
- контрольные негативы (на стекле) прикладной рамки
аэрофотоаппарата с указанием даты их изготовления;
- паспорта АФС;
- справка фотолаборатории;
- выписки из формуляров аэрофотоаппаратов, содержащие величину
фокусного расстояния камеры;
- координаты главной точки, координатных меток, крестов на
прижимном стекле, расстояния по осям Х и Y между координатными
метками, значения радиальной дисторсии.
Во время полета ведется бортовой журнал, в котором фиксируются;
наименование (номер) фотографируемого объекта, время съемки, выдержка,
диафрагма, высота фотографирования и другие необходимые данные.
Проявление аэрофильмов производится сразу после полета; все кадры
аэрофильма должны быть пронумерованы. С полученных аэронегативов
выполняется контактная, а при необходимости и проекционная печать.
6.5.9. Полевые геодезические работы включают: развитие
планово-высотного обоснования, привязку АФСН и опознавание объектов, а
при необходимости маркировку объектов геологоразведочных наблюдений.
Перед началом полевых работ составляется рабочий проект по
материалам АФС и картам м-ба 1:100000 и крупнее. На эти материалы
наносят границы участка работ, пункты геодезической опоры и
планово-высотного обоснования, опознаки, проектируемые ходы и объекты
геологоразведочных наблюдений, направления осей проектируемых
аэрофотосъемочных маршрутов. На АФСН наносят зоны расположения
опознаков и объекты наблюдений.
6.5.10. При отсутствии на местности достаточного количества
контурных точек выполняется маркировка опознаков и объектов
геологоразведочных наблюдений.
Маркирование опознаков проводится, как правило, перед
аэрофотосъемкой с минимальным разрывом по времени. Все замаркированные
опознаки и объекты наблюдений, не изображенные на АФСН, подлежат
дополнительному плановому или перспективному аэрофотографированию.
6.5.11. Плановые опознаки располагают в дополнение к имеющимся на
местности геодезическим пунктам с расчетом обеспечения каждого
маршрута двумя парами опознаков по его углам, но не реже чем через
15-16 базисов фотографирования. Высотные опознаки размещают попарно по
обе стороны от оси маршрута. Расстояния между высотными опознаками в
направлении маршрутов не должны превышать 5-6 базисов при допустимой
погрешности определения высот точек наблюдения 0,5 м и не более 4-5
базисов при допустимой погрешности менее 0,5 мм.
Плановые опознаки должны быть совмещены с высотными. Крайние
маршруты обеспечиваются дополнительными высотными опознаками,
располагаемыми по наружному краю через 2-3 базиса.
Если техническим проектом предусмотрено уравнивание сетей
аналитической фототриангуляции по блокам, то плановые опознаки
располагают по периметру блоков, составленных не более чем из 10 и не
менее чем из 4 маршрутов. При этом протяженность маршрута должна быть
не более 20 базисов. Плановые опознаки располагают по углам блока и
вдоль его верхнего и нижнего маршрутов (в перекрытиях с маршрутами
других блоков) через 4-5 базисов и по одному опознаку посередине
боковых сторон блока.
Для оценки качества выполняемых работ должны проектироваться
контрольные высотные опознаки. Их густота устанавливается техническим
проектом. Рекомендуется совмещать контрольные опознаки с объектами
геологоразведочных наблюдений.
Опознаки следует располагать в зонах поперечного перекрытия и, по
возможности, в зоне тройного продольного перекрытия, но не менее 1 см
от края АФСН.
В качестве плановых опознаков выбираются четкие контрольные
точки, которые можно опознать на АФСН с погрешностью, не превышающей
1/4 требуемой точности определения координат объектов
геологоразведочных наблюдений, но не более чем 0,3 мм в масштабе АФС.
Высотные опознаки (незамаркированные) следует выбирать на надежно
опознаваемых контурах. Погрешности в опознавании не должны приводить к
погрешностям в высотах объектов более 1/4 погрешности, установленной
для привязки. Не допускается применение в качестве высотных опознаков
точек на склонах более 6 град.
СКП определения координат и высот опознаков не должны превышать
1/3 погрешности, установленной для определения координат и высот
объектов геологоразведочных наблюдений.
Для определения плановых координат и высот опознаков используют
те же методы, что и для привязки геологоразведочных наблюдений.
6.5.12. Перенесение в натуру объектов геологоразведочных
наблюдений может выполняться инструментальными способами с
одновременной маркировкой или путем опознавания их на АФСН в заранее
запроектированных зонах.
6.5.13. Маркируемые пункты должны располагаться таким образом,
чтобы их изображения на АФСН не закрывались изображениями высоких
предметов или их тенями.
Материал для маркирования выбирается с учетом обеспечения
максимального контраста между маркировочными знаками и фоном.
Маркировочные знаки рекомендуется выкладывать в форме креста (для
опознаков) или треугольника (для пунктов наблюдения) со свободным от
растительности пространством в центре. Размеры маркировочных знаков
определяются в зависимости от масштабов фотографирования так, чтобы
изображение на АФСН знаков белого (желтого) цвета было не менее: по
длине - 0,15 мм, ширине - 0,05 мм, расстояние от центра знака - 0,05
мм. Размеры знаков черного цвета должны быть в 1,5 раза больше, чем
знаков белого цвета.
При АФС масштаба 1:10000 и крупнее рекомендуется наряду с
маркировкой пунктов выполнять маркировку осей аэрофотосъемочных
маршрутов в виде стрелок (полос) длиной 0,6 мм, шириной 0,10-015 мм в
масштабе фотографирования.
В процессе маркировки ведется журнал, в котором указываются номер
опознака или объекта наблюдений, размер, форма и материал знака,
абрис. На имеющихся АФСН наносится зона расположения знака.
6.5.14. Объекты геологоразведочных наблюдений должны быть
опознаны с погрешностью, не превышающей 1/3 требуемой точности
определения их плановых координат (но не более 0,3 мм в масштабе АФСН)
и высот.
Опознавание контуров на АФСН выполняется обязательно при
стереоскопическом рассматривании; наколы опознаков и определяемых
объектов делаются на одном АФСН острой иглой под лупой.
Замаркированные точки не накалываются.
6.5.15. Незамаркированные опознаки и определяемые объекты
подлежат полевому контрольному опознаванию, объем которого
устанавливается в техническом проекте.
Контрольное опознавание осуществляется лицом, не принимавшим
участия в первоначальном опознавании, по АФСН, на которых обозначены
лишь зоны расположения опознаков и объектов. Контролирующий должен
найти по описанию пункт на местности, опознать его и наколоть на
контрольном АФСН.
6.5.16. По окончании полевых работ представляются следующие
материалы:
- проект планово-высотной подготовки и размещение объектов
геологоразведочных наблюдений;
- журнал полевых измерений и результаты вычислений;
- каталоги координат и высот опознаков со схемой и краткой
пояснительной запиской;
- оформленные АФСН;
- материалы контроля.
6.5.17. Фотограмметрические работы включают подготовительные
работы и фотограмметрическое сгущение с определением координат и высот
объектов геологоразведочных наблюдений.
Подготовительные работы состоят:
- из изучения материалов АФС и полевых топографо-геодезических
работ;
- из рабочего проектирования;
- из подготовки необходимых материалов и исходных данных.
Изучение материалов АФС и полевой подготовки производится с целью
установления:
- полноты и качества материалов аэрофотосъемочных работ;
- качества показаний статоскопа, радиовысотомера, самолетных
приемоиндикаторов, радиогеодезических и спутниковых навигационных
систем, а также правильности идентификации всех регистрограмм и
записей исходных данных, необходимых для обработки показаний;
- полноты паспортных данных использованных аэрофотоаппаратов и
соответствия фактических параметров аэрофотоаппаратов заданным;
- комплектности материалов полевых привязочных работ;
- соответствия фактического размещения точек съемочного
обоснования техническому проекту;
- качества изображения замаркированных точек на АФСН и качества
опознавания контурных точек съемочного обоснования;
- точности определения координат и высот точек геодезического
обоснования.
В рабочем проекте должны быть указаны и технически обоснованы
способы фотограмметрической обработки. При этом необходимо учитывать
характер местности и застройки, качество исполненной АФС, плотность и
размещение пунктов геодезической сети и съемочного обоснования,
оснащенность фотограмметрическими приборами и программами
математической обработки с использованием ЭВМ.
Подготовка материалов и исходных данных включает:
- изготовление диапозитивов или увеличенных отпечатков;
- обработку показаний статоскопа, радиовысотомера,
радиогеодезических и спутниковых навигационных систем;
- определение систематической деформации аэрофильма;
- проверку наличия искажений на снимках из-за отсутствия
аэрофотопленки от плоскости при фотографировании;
- определение элементов взаимного ориентирования АФСН, высот и
базисов фотографирования (если обработка снимков проектируется на
топографическом стереометре);
- искусственное маркирование точек фотограмметрической сети.
6.5.18. Фотограмметрическое сгущение выполняется аналитическим
методом с применением стереокомпаратора и ЭВМ или аналоговым методом
на универсальных приборах. Фотограмметрическое сгущение по материалам
АФС прошлых лет ввиду возможной деформации следует выполнять только
аналитическим методом.
6.5.19. Если выполнялась АФС опознаков и объектов
геологоразведочных работ, то при проведении подготовительных работ
изображения точек переносятся на АФСН основного залета.
Для этой цели рекомендуется использовать "Интерпретоскоп", а при
его отсутствии стереоскоп КС-1, стереомаркирующее устройство СММ-1 и
другие аналитические приборы.
6.5.20. Координаты и высоты объектов геологоразведочных
наблюдений, как правило, определяются непосредственно при
фотограмметрическом сгущении. Отдельные пункты наблюдений могут
определяться методом вставок.
При построении фототриангуляции аналоговым методом должны
соблюдаться следующие требования:
- остаточные расхождения высот опорных точек при горизонтировании
начального звена не должны быть более 0,7 допустимой СКП определения
высот объектов наблюдений;
- остаточные расхождения высот на связующих точках при передаче
масштаба и соединении звеньев не должны быть более 0,7 СКП определения
высот объектов наблюдений, а расхождение плановых координат - не более
0,1 мм в масштабе модели;
- средние значения деформации сети (прогиб и кручение) не должны
превышать 1,5 СКП определения высот отметок наблюдений.
При пространственном фототриангулировании должны соблюдаться
следующие требования:
- остаточные средние расхождения координат и высот на опознаках
после внешнего ориентирования сети не должны превышать 0,3 СКП
определения координат и высот объектов геологоразведочных наблюдений;
- средние расхождения плановых координат и высот на общих точках
смежных маршрутов не должны превышать 1,5 соответствующих допустимых
погрешностей;
- средние расхождения геодезических и фотограмметрических
координат и высот на контрольных точках не должны превышать 0,8
соответствующих допустимых погрешностей;
- предельные (удвоенные) погрешности не должны встречаться более
чем в 10% случаев.
При использовании материалов геодезического обоснования прошлых
лет (для определения с СКП 1 м и более) внешнее ориентирование сетей,
как правило, должно проводиться по избыточному числу опорных точек.
При этом остаточные средние расхождения высот на общих точках смежных
маршрутов не должны превышать удвоенной, а остаточные средние
погрешности высот на опорных точках - 0,4 СКП положения объектов
геологоразведочных наблюдений.
6.5.21. Фотограмметрическая обработка материалов АФС производится
в соответствии с рекомендациями действующих наставлений, а
аналитическая фототриангуляция - согласно инструкциям по пользованию
программами обработки на ЭВМ.
По завершении фотограмметрической обработки составляются каталоги
(списки) координат и высот, приводятся результаты оценки точности, а
также составляется краткий отчет о выполненных работах.
6.6. Определение плановых координат
радиогеодезическим методом
6.6.1. Радиогеодезические и радионавигационные системы (РГС и
РНС) применяются для проложения маршрутов и плановой привязки объектов
наблюдений. Для аэронавигации и привязки точек геофизических съемок
масштабов 1:10000 - 1:50000 используются РГС ближнего действия. При
региональных аэрогеофизических съемках масштаба 1:100000 и мельче
могут использоваться радиотехнические системы дальней навигации.
6.6.2. При аэрогеофизических работах системы обоих типов
комплексируются с бортовыми измерителями курса, путевой скорости и
сноса, истинной и барометрической высот полета, бортовыми оптическими
визирами и аэрофотоаппаратами, а также цифровыми регистраторами
информации. Комплекс должен иметь необходимые устройства согласования
интерфейсов. Конкретная конфигурация комплекса обосновывается в
проекте. Работа с приборами, входящими в комплекс, производится в
соответствии с технической документацией.
6.6.3. Подготовка радиогеодезических работ включает следующие
этапы: выбор по топографическим картам и рекогносцировку мест
установки наземных станций, привязку наземных станций и контрольных
пунктов, построение рабочих зон РГС, проектирование маршрутов съемки,
подготовку исходных полетных материалов.
6.6.4. Расстановка наземных станций РГС должна обеспечивать
максимальную площадь рабочей зоны и беспрепятственное распространение
радиоволн в ее пределах.
Наземные станции устанавливаются обычно на командных высотах на
расстоянии не менее 500 м от ЛЭП, крупных металлических сооружений,
кромки сплошного лесного массива или склона горы (если антенны
находятся ниже их верхнего уровня). СКП определения координат антенны
не должна превышать 3 м.
6.6.5. Границы рабочей зоны определяются в процессе
проектирования исходя из необходимой точности получения плановых
координат, оптимального соотношения величин базисов системы и
максимальной дальности действия станций.
СКП положения определяемой точки Мх, у вычисляется по формуле*
3
Мх, у = mD корень кв. ----------------------------------,
sin2 b1 + sin2 b2 + sin2 (b1 + b2)
где mD - СКП измерения дальности (для АРГС - 10 м);
b1, b2 - углы, образованные направлениями с бортовой станции на
наземные (30-150 град.).
Максимальная дальность действия Dmax (км) АРГС ограничивается
пределами прямой радиовидимости и определяется по формуле
Dmax = 4,1 (корень кв.h + корень кв.H),
где h - высота антенн наземной станции над уровнем моря, м; Н -
высота бортовой станции над уровнем моря, м.
6.6.6. Перед началом работ с АРГС выполняются определения
аппаратурных поправок и проверка стабильности работы системы.
Аппаратурные поправки определяются двумя способами: наземным и в
условиях полета ЛА.
При наземном способе бортовая станция устанавливается на одном
конце эталонного базиса длиной около 10 км, а наземные поочередно
подключаются к антенне, установленной на другом конце базиса.
Помимо основного эталонного базиса измерения проводятся на девяти
пикетах, расположенных на продолжении базисной линии с интервалом 10
м.
Аппаратурные поправки вычисляются по формуле
дельта ani = Dэmi - Di,
где Dэmi - длина эталонного базиса, м; Di - измеренное
расстояние, м; i - 1, ..., 10.
Среднее значение аппаратурной поправки для каждого дальномерного
канала определяется по формуле
10
S дельта ani
- 1
дельта an = -------------.
10
Среднее квадратическое отклонение определений аппаратурной
поправки АРГС, рассчитываемое по формуле
n -
S дельта an1 - дельта an)2
i=1
М дельта an = --------------------------,
n (n - 1)
не должно превышать 2 м.
Оценка точности измеренных дальностей и координат производится по
контрольным геодезическим пунктам, хорошо опознаваемым с высоты 50-200
м и обеспечивающим надежную оценку положения ЛА относительно
геодезического знака с помощью оптического визира или АФА. В рабочей
зоне РГС проектируются не менее трех контрольных пунктов на
расстояниях 10- 30 км от наземных станций. СКП определения координат
контрольных пунктов не должна превышать 1/3 погрешности определения
точек геофизических наблюдений.
6.6.7. Подготовка исходных полетных материалов включает в себя
составление полетных карт и схем для обеспечения вождения ЛА по
маршрутам и на подлетах к ним, выхода в контрольные пункты и
определения аппаратурных поправок для выбранного типа ЛА.
Карта составляется на топографической основе м-бов
1:50000-1:100000. На нее наносятся площадь съемки, наземные станции,
начальный, конечный и секущие маршруты, а также контрольные
геодезические пункты.
Полетные схемы определения аппаратурных поправок составляются в
том же масштабе; на них наносятся наземные станции и контрольные
геодезические пункты с указанием магнитных азимутов, курсов пролетов
над ними и расстояниями до наземных станций.
Установка наземной и монтаж бортовой аппаратуры производятся в
соответствии с технической и установочной документацией.
6.6.8. После установки комплекса аппаратуры на ЛА определяется
величина несовмещения антенны РГС с оптическим визиром или АФА и
геофизическим датчиком. Линейные величины несовмещений определяются
измерением расстояний между ними вдоль продольной оси ЛА.
Значение несовмещения визиров и антенны учитывается при
определении аппаратурных поправок, а поправки в координаты
геофизического датчика определяются по формулам
дельта x = Up cos aльфа + V sin aльфа,
дельта y = Up sin aльфа + V cos aльфа,
где альфа - дирекционный угол полета; Up - расстояние вдоль
продольной оси между антенной и датчиком; Vp - алгебраическая сумма
расстоянии до продольной оси антенны и датчика.
6.6.9. При калибровках РГС на самолете аппаратурные поправки
определяются на эталонных базисах. Измерения выполняются на
минимальной скорости самолета, курсом, перпендикулярным к направлению
на наземную станцию на высоте 100-200 м. Момент пролета над
геодезическим знаком определяется с помощью оптического визира.
Над каждым геодезическим пунктом выполняется 5-6 парных пролетов
(на прямом и обратном курсах). При этом фиксируются измеренные
расстояния, уклонение самолета от знака (поправки визира), высота и
магнитный азимут полета.
Результаты измерений исправляются поправками за несовмещение
проекции самолета с концом эталонного базиса по формулам
D = Dизм + дельта D;
дельта D = дельта d cos (Am + 90 град. - Анс);
дельта d = H tg бета,
где D - дальность, исправленная поправкой дельта D за
несовмещение проекции самолета с концом эталонного базиса, м;
Dизм - измеренная дальность, м;
дельта d - поправка визира, м;
Н - высота полета самолета над геодезическим знаком, м;
бета - отклонение самолета от геодезического знака, отсчитываемое
по поперечной шкале сетки поля зрения оптического визира, ... град.;
Аm - магнитный азимут самолета;
Aнс - магнитный азимут направления с наземной станции на
геодезический пункт.
Аппаратурные поправки вычисляются по формуле
дельта i = Dэm - Di,
где Dэm - длина эталонного базиса; Di - среднее значение
расстояния, измеренного в пролетах прямым и обратным курсом.
6.6.10. При использовании вертолета измерения выполняются в
режиме зависания над концами эталонного базиса на высоте 10-100 м.
Центрирование вертолета осуществляется при помощи оптического визира.
Измеренные дальности исправляются поправками за несовмещение
антенн бортовой станции РГС и оптического визира.
6.6.11. Вычисленные средние аппаратурные поправки вводятся в
процессор бортовой станции для автоматического исключения их из
измеряемых дальностей.
6.6.12. Вывод ЛА на съемочный маршрут или заданную точку
выполняется по цифровому навигационному индикатору бортовой станции,
включенному в режим индикации дальностей до наземных станций; вождение
по маршруту производится в режиме индикации текущего или заданного
маршрута.
Предельное боковое уклонение съемочного маршрута от проектного не
должно превышать половины интервала между маршрутами.
6.6.13. Выдаваемые бортовым процессором координаты определяемых
пунктов регистрируются на автономном регистраторе или регистраторе
геофизической станции.
6.6.14. Контрольные измерения выполняются в начале и конце
съемочных полетов на рабочей площади одной расстановки наземных
станций, а также после калибровки РГС.
Перед началом измерений в процессор бортовой станции вводят
аппаратурные поправки.
Измерения выполняются аналогично описанным в п.6.6.9. СКП
одиночного измерения расстояния вычисляются по формуле
n p
S S (DЪi, j - D ki)2
i=1 j=1
m изм = корень кв. ------------------------,
N
где DЪi, j - измеренная дальность, исправленная аппаратурной
поправкой и поправкой дельта D за несовмещение проекции ЛА с
геодезическим пунктом - концом контрольной линии;
Dki - длина i-й контрольной линии;
n - число контрольных линий;
р - число измерений одной линии;
N - число измеренных дальностей.
6.6.15. При камеральной обработке измеренные расстояния
исправляются по формуле
D = DЪ + дельта dh + дельта dH + дельта di,
где DЪ - измеренное расстояние, исправленное аппаратурной
поправкой;
дельта dh - поправка за приведение наклонных линий к горизонту;
дельта dH - поправка за редуцирование горизонтального расстояния
на поверхность геоида;
дельта di - поправка за приведение длин линий на плоскость
проекции Гаусса.
Поправка за приведение наклонных линий к горизонту вычисляется по
формуле
h2 h4
дельта dH = (--- + ----),
2DЪ 8DЪ3
где h = H2 - H1 - разность абсолютных высот точек антенн наземной
станции и ЛА; DЪ - измеренное расстояние.
Поправка за редуцирование горизонтального расстояния на
поверхность геоида вычисляется по формуле
Hm DЪ3
дельта H = DЪ -- - -----,
Rm 24R2m
H1 + H2
где Нm = --------- - средняя высота линии;
2
Rm = 6 385 543 м - радиус Земли.
Поправка за приведение длины линии на плоскость проекции Гаусса
вычисляется по формуле
Y2m дельта Y2
дельта i = DЪ (---- + ---------),
2R2m 24 R2m
где DЪ - измеренное расстояние;
Ym = (Y1 + Y2)/2; дельта Y = |Y2| - |Y1|; Y1, Y2 - ординаты
наземной станции и ЛА;
Rm - радиус Земли для средней широты В=55 град.
При вычислении перечисленных поправок значения Н, R, Y следует
знать с точностью не хуже mH = 3 м, mR = 30 км, mY = 950 м.
Если требования к точности позволяют обойтись без редуцирования
наклонных линий, бортовая станция вычисляет координаты определяемых
точек уравниванием линейных засечек в условной системе.
Послеполетная обработка такой информации заключается в пересчете
координат из условной системы в государственную геодезическую по
формулам
Xk - XH Yk - YH
Xi = Xi --------- - Yi --------- + XH,
Sm Sm
Yk - YH Xk - XH
Yi = Xi --------- - Yi --------- + YH,
Sm Sm
где Xi, Yi - координаты определяемого пункта в условной системе;
ХH, YH, Хk, Yk - координаты начала и конца заданного маршрута в
государственной геодезической системе; Sm - длина заданного маршрута.
Краткие сведения о радиогеодезических и радионавигационных
системах приведены в прил.3.
6.7. Определение высот объектов геологоразведочных
наблюдений барометрическим нивелированием [8]
|